Mit der Gründung von Balthasar-Neumann-Chor (1991) und Balthasar-Neumann-Ensemble (1995) hat Thomas Hengelbrock herausragende Gesangssolisten und Interpreten um sich formiert, mit denen er seine künstlerischen Ideen realisiert. Das Repertoire reicht vom Frühbarock bis zur Moderne und wird auf Grundlage historischer Aufführungspraxis mit jeweils angemessenen Instrumentarium dargeboten. In kleiner Besetzung und mit der Möglichkeit, auch hochvirtuose Partien mit eigenen Gesangssolisten zu besetzen, ist der Chor für Kompositionen wie Monteverdis Marienvesper bis hin zu Bachs Vokalwerken ein idealer Klangkörper. In größerer Besetzung widmet er sich der Musik des 19. bis 21. Jahrhunderts. Aus der engen und kontinuierlichen Zusammenarbeit beider Ensembles entstehen ungewöhnliche Konzertprogramme und originelle Musiktheaterproduktionen unter Regisseuren wie Achim Freyer, Philippe Arlaud oder Thomas Hengelbrock selbst.

Insbesondere mit der Entdeckung in Vergessenheit geratener Werke und mit Neuinterpretationen bekannten Repertoires haben sich Thomas Hengelbrock und seine Ensembles einen Namen gemacht. Nach dem Vorbild der architektonischen Engführung von Bau, Malerei, Skulptur und Garten des deutschen Barockarchitekten Balthasar Neumann strebt Thomas Hengelbrock dabei ein intensives Zusammenspiel von Musik und anderen Künsten an. Innovative halbszenische Projekte, bei denen Musik, Rezitation, Schauspiel und Tanz auf immer neue Weise miteinander kombiniert werden, sind das Ergebnis einer experimentierfreudigen Auseinandersetzung, bei der die Ensemblemitglieder nicht selten den Frack mit dem Bühnenkostüm tauschen. Neben Karnevalsmusiken des 17. Jahrhunderts oder den Metamorphosen der Melancholie, Programmen, die der Idee des barocken Welttheaters nachspüren, wurden so Bühnenmusiken wie Schumanns Manfred oder Griegs Peer Gynt im Kontext von Byron bzw. Ibsens Dramen zu neuem Leben erweckt. Hierbei arbeiteten Chor und Ensemble eng mit den Schauspielern Graham Valentine und Klaus Maria Brandauer zusammen. Ihre kürzlichen Debüts an der Opéra national de Paris und bei den Salzburger Festspielen waren große Erfolge.